“冰块托盘”脚手架是回归伤害视力的下一步

世界上有数以千万计的人患有黄斑变性等疾病，或因意外事故永久性地损害了视力的视网膜感光细胞。

的人体不能再生这些光感受器，但威斯康星大学麦迪逊分校医学研究人员和工程师的新进展可能会给那些视力丧失的人带来希望。bob88体育平台登录他们今天在《华尔街日报》上描述了他们的工作科学推进。

威斯康辛大学麦迪逊分校的研究人员从人类多能干细胞中制造出了新的光感受器。麦克弗森眼科研究所主任、华盛顿大学医学和公共卫生学院眼科学和视觉科学教授大卫·加姆(David Gamm)说，然而，精确地将这些光感受器输送到患病或受损的眼睛中，使它们形成适当的连接仍然具有挑战性。

“虽然能够制造备件 - 这些突破性 - 这些光感受器 - 仍然有必要让它们到正确的位置，以便他们可以有效地重建视网膜，”他说。“所以，我们开始思考，'我们如何以更聪明的方式送到这些细胞？”那是我们在UW-MODISON与我们的世界级工程师达成的时候。“

Gamm正在与同事巩少琴(Sarah Gong)，生物医学工程教授，威斯康星发现研究所教职员工和生物材料专家，以及马振强(Jack)，电子与计算机工程教授，半导体专家，其实验室在复杂的微和纳米制造方面经验丰富。他们的研究小组共同开发了一种微模塑支架式光感受器“贴片”，可以植入受损或病变的视网膜下。

2018年，该团队开发了第一个生物可降解聚合物支架，该支架带有葡萄酒玻璃形状的孔，用于固定感光细胞。然而，这种设计并不是最理想的，因为它不能在每个孔中容纳许多光感受器。

在这第二代脚手架在美国，该团队选择了“冰立方托盘”的设计，这种设计可以容纳三倍的细胞，同时减少了用于支架的生物材料的数量，以促进合成材料在眼内的更快降解。

龚和她的团队由研究生毁灭（亚历克斯）谢，在决定与视网膜兼容的材料之前筛选了长期的潜在生物材料列表，并可以安全地代谢劣化后的身体。龚实验室优化了配方，进一步开发了一种固化过程，以实现制造支架的理想材料性能。

“我们希望材料非常强大，”研究生和联合第一作者艾莉森Ludwig说，他在Gamm的实验室，“在眼中，它在大约两个月内迅速降低了。这是人类视网膜的理想选择。“

以理想的机械强度和精确尺寸制作支架的过程是由共同第一作者Inkyu Lee和研究生Juhwan Lee完成的，他们在Ma的实验室工作。为了从具有微米大小特征的可生物降解和生物相容性的PGS薄膜中实现高度有序的3D冰立方盘状微结构，他们开发了多步微成型技术，可以将图案转移到柔性聚合物薄膜上。

最后的脚手架制作工作既乏味又令人沮丧。在从微型模具中拆卸时，软支架会发生骨折和缺陷，使得微型模具无法继续使用，但Inkyu Lee最终发现，将支架浸泡在异丙醇中可以使其干净地释放出来。

“制造具有微米尺寸特征的支架的制造过程涉及许多人依赖的技术处理技能，这使得具有均匀质量的脚手架的生产困难，”他说。“我想实现一种可重复的东西，无论操作员的处理技巧如何。我被PGS聚合物在异丙醇中膨胀的事实所启明。利用该物业最终促进了从微模的支架释放。”

使用这种方法，Ma的实验室能够可靠地将支架从微型模具上拆卸下来，没有表面缺陷，并保留了模具的微观结构，保持了模具表面的完整性以供重复使用。最后，显微镜检查显示，该制造技术是成功的，可靠地复制出了一个完美的冰块盘状支架，能够容纳大约在视网膜中心的人类黄斑区域内超过30万的光感受器。

“总的来说，结果是非常令人兴奋和重要的，”马说。“一旦我们找到了配方，大规模生产就成为可能，商业化也很容易。该制造方法可用于创建多种生物医学应用的其他类型的软支架，如复杂的组织工程等。”

该团队已经向威斯康辛大学校友研究基金会披露了支架结构和制造方法，该基金会已经提交了专利申请。

该团队计划继续优化其支架形状、制造技术和生物可吸收材料，以更快地生产，以满足未来的手术需求。与此同时，目前的支架修补技术几乎已经为大型动物的外科试验做好了准备。如果成功，该补丁最终将在人类身上进行测试。

“我们希望这些早期一代视网膜贴片是安全的，恢复一些愿景。然后我们将能够创新和改进技术和结果随着时间的推移，”Gamm说。“我们没有在手腕上与超级计算机开始，我们不会通过在我们的第一次尝试中完全删除盲目来开始。但我们非常兴奋地朝这方面取得重要一步。”

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